PT2609049E - Composições fosforescentes e respetivas aplicações - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "Composições fosforescentes e respetivas aplicações" A invenção refere-se a composições fosforescentes, bem como vernizes e tintas que as contêm. A invenção refere-se ainda a artigos que são produzidos mediante utilização destas composições, tintas ou vernizes, bem como a um processo para produção de artigos em vidro fosforescentes.

Os pigmentos fosforescentes, também designados por pigmentos pós-luminescentes, são insolúveis no meio de aplicação e possuem a caracteristica de armazenar a luz incidente na região do visível e, em particular, na região do invisível (região UV), bem como de transmitir posteriormente a energia armazenada sob a forma de luz visível durante um período de tempo prolongado. Os pigmentos fosforescentes podem, por isso, ser utilizados na produção de tintas e vernizes fosforescentes, nomeadamente em artigos que «brilham no escuro». Assim, os materiais fosforescentes ou pós-luminescentes podem ser utilizados em artigos e acabamentos destinados a fins de informação, segurança e decoração, tais como, por exemplo, marcações de saídas de emergência e marcas identificadoras de degraus.

Contudo, para obter um efeito fosforescente intenso e prolongado é necessária uma grande quantidade dos referidos pigmentos, o que torna a produção destes produtos dispendiosa devido aos elevados custos destes pigmentos. Acresce o facto de que os pigmentos fosforescentes devem ser expostos a períodos prolongados de incidência de luz com vista a obter o efeito fosforescente pretendido, sendo que a duração do período fosforescente dos pigmentos é, muitas vezes, curto. Devido ao seu elevado teor de pigmentos, as tradicionais tintas e vernizes fosforescentes tendem, durante a aplicação sobre o substrato, a formar sedimentos e grumos que apresentam um aspeto irregular, não homogéneo e de granulação grossa. Acresce ainda que, frequentemente, as tintas e os vernizes aderem mal em substratos tais como vidro, pedra ou artigos têxteis. Assim, os revestimentos fosforescentes em pavimentos podem, com o passar do tempo, apresentar sinais de desgaste ou decompor-se. Os materiais autocolantes ou as faixas de plástico fosforescentes, tais como os que são utilizados em marcações no betão, por exemplo, degraus, descolam facilmente devido à intensidade da utilização e à fraca adesão à superfície porosa.

Em DE-A-23 61 569 é descrito um material de sinalética, cujo fabrico assenta numa mistura de substâncias fluorescentes, fosforescentes e refletoras. Neste contexto, esta publicação refere também superfícies com efeito refletor produzidas a partir de resinas e substâncias cristalinas ou vidro em pó. Contudo, a desvantagem de composições que contêm vidro em pó e substâncias fosforescentes reside no facto de, em particular no caso de contacto com humidade, existir a possibilidade de formação de reações químicas, durante as quais se podem formar gases nocivos, tais como sulfureto de hidrogénio e dióxido de enxofre e/ou através dos quais podem ocorrer alterações de cor, destruição dos pigmentos e, por último, perda total da luminosidade.

Em EP-A-0 182 744 descrevem-se composições de resina epoxi fotoendurecivel, as quais compreendem uma resina epoxi e um fotoiniciador e que podem ainda conter agentes de enchimento, por exemplo, agentes de enchimento elétricos e térmicos, ferroelétricos e agentes de enchimento fosforescentes, e fundentes, por exemplo, vidro em pó, sendo que os fundentes apenas são utilizados em aplicações cerâmicas. Se forem utilizados vidros em pó, os fundentes somente são utilizados em combinação com agentes de enchimento condutores elétricos ou dielétrico. Não são descritos exemplos que contêm agentes de enchimento fosforescentes e vidro em pó.

Em WO 2009/089920 descrevem-se misturas de betão fosforescentes que compreendem pigmentos de luz fotoluminescentes. Contudo, a utilização deste tipo de elementos de betão, por exemplo, no assentamento de pavimentos, possui a desvantagem de estes serem dispendiosos devido à quantidade de material de pigmentos a utilizar, dado que o betão não é translúcido e, por isso, apenas brilha a camada superior do betão. Assim, cerca de 50% (no mínimo) do material de pigmentos utilizado perde o seu efeito visível. A utilização de pó de quartzo enquanto intensificador de transparência igualmente descrita, é também muito dispendiosa.

Em US 2004/0146349 AI apresenta-se uma composição fosforescente para a marcação das faixas de rodagem, a qual contém pigmento fosforescente, agentes de ligação, agregados translúcidos, tais como quartzo com uma dimensão de partículas de 0,3 a 10 mm e agentes de enchimento inorgânicos, tais como carbonato de cálcio em pó, vidro em pó e material sintético em pó.

Em GB 1 484 471 A descreve-se um material fosforescente que, a par das substâncias fosforescentes, pode conter um agente de enchimento, tal como pó de quartzo, e ser utilizado como betão polimérico.

Em DE 24 26 919 A descrevem-se materiais de construção fosforescentes, os quais contêm sulfureto de zinco e vidro de quartzo moído.

Em KR 20080016382 A apresentam-se composições de uretano que, a par de pigmentos fosforescentes e fluorescentes, também podem conter esferas de vidro, e que são indicadas para o fabrico de sinais de trânsito.

Em NL 1029291 C descreve-se tinta de impressão que, a par dos pigmentos fosforescentes, também contém esferas ocas de vidro. A presente invenção consiste em proporcionar tintas, vernizes e artigos fosforescentes que «brilham no escuro», com boa apresentação e custos de produção reduzidos, sendo que os pigmentos podem ser carregados num período de tempo relativamente curto e as tintas e os artigos apresentam tempos de luminosidade mais longos. A presente invenção consiste ainda em proporcionar vernizes e tintas, em especial, sprays, para utilização no interior e no exterior, que aderem a materiais tais como tecidos, metal, pedra, vidro, plástico, betão, madeira e alcatrão e que são de fácil aplicação.

Tal é possível através das composições fosforescentes da presente invenção, e que abrangem: (a) vidro em pó, sendo que o vidro em pó não contém chumbo, é selecionado a partir de vidros sodocálcicos, vidros de borossilicato, vidros Float e vidros fosfatados, sendo que o vidro em pó apresenta uma dimensão de partículas dlOO de 350 pm; e (b) pigmentos fosforescentes, sendo que o pigmento fosforescente compreende, pelo menos, um pigmento fosforescente encapsulado. O vidro em pó de vidros sodocálcicos, vidros de borossilicato, vidros Float e vidros fosfatados apresenta, regra geral, um certo teor de chumbo derivado do processo de produção e dos agregados nele utilizados. Verificou-se agora que as composições que contêm vidro em pó não plumbifero mantêm por mais tempo a estabilidade durante o armazenamento e quando em contacto com humidade, em comparação com as composições que contêm vidros plumbiferos comuns. As composições permitem ainda uma redução significativa da quantidade de pigmentos fosforescentes utilizados, sem reduzir a duração da pós-luminescência dos produtos tratados com as composições desenvolvidas em conformidade com a presente invenção. E é ainda possível reduzir simultaneamente a duração da exposição dos pigmentos à luz para armazenar energia suficiente. As composições aderem bem em substratos tais como vidro e têxteis e apresentam uma boa capacidade de secagem. Os produtos apresentam um aspeto bastante homogéneo, de granulação fina e nítida, devido à presença do vidro em pó.

Preferencialmente são utilizados vidros em pó não plumbiferos que também são isentos de bário, arsénio e antimónio, os quais habitualmente se encontram nas matérias-primas destinadas à produção de vidro ou que são utilizados como agentes afinantes na produção de vidro, por exemplo, sob a forma de óxido de bário ou óxido de antimónio. O teor de ferro contido no vidro em pó é preferencialmente de 0,05% em peso ou inferior, preferencialmente 0,01% em peso ou inferior, em relação à massa de vidro em pó. Os vidros em pó isentos das substâncias anteriormente referidas, podem ser obtidos por processos habituais de fabrico de vidro, desde que no processo de fabrico sejam apenas utilizadas matérias-primas isentas das referidas substâncias. Estes vidros são conhecidos no estado atual da técnica. A título de exemplo refira-se a WO 2005/090252, que descreve um vidro isento de chumbo e bário. A utilização de vidros em pó não plumbiferos resultantes de vidros sodocálcicos, vidros de borossilicato, vidros Float e vidros fosfatados permite uma maior redução dos custos de produção. São particularmente preferenciais os vidros sodocálcicos e os vidros de borossilicato. Em função do âmbito de aplicação, podem ser utilizados vidros em pó coloridos ou incolores. A densidade do vidro utilizado encontra-se preferencialmente no intervalo de 2,3 a 2,8 g/cm3, de modo particularmente conveniente no intervalo de 2,4 a 2,7 g/cm3, por exemplo, 2,5 g/cm3. 0 vidro em pó pode ser produzido através da moagem do respetivo vidro e apresenta uma dimensão de partículas dlOO de 350 pm, isto é, 100% em peso das partícula de vidro em pó apresentam uma dimensão de partícula até 350 pm e nenhuma partícula maior que 350 pm. O vidro em pó pode ser obtido a partir de uma única qualidade de vidro em pó ou a partir de uma mistura de duas ou mais qualidades de vidro em pó com diferentes dimensões de partículas ou diferentes distribuições de dimensões de partículas. A distribuição mais fina de grãos, obtida através da adição de vidro em pó ao pigmento fosforescente, bem como a menor densidade do vidro em comparação com o pigmento fosforescente, levam a uma redução da sedimentação do pigmento em tintas ou vernizes, devido à elevada densidade especifica, de modo a que a mistura de pó permaneça suspensa por mais tempo e não aglomere tão rapidamente no fundo da máquina aplicadora. As dimensões de partículas e distribuições de partículas podem ser definidas nos termos do procedimento padrão de granulometria em conformidade com as normas DIN 66165-1 e 66165-2. O vidro em pó apresenta-se preferencialmente numa quantidade de 15 a 85% em peso relativamente ao peso total do vidro em pó e pigmento fosforescente na composição. A quantidade de vidro em pó é, preferencialmente, de 20 a 80% em peso, de modo particularmente preferencial de 25 a 75% em peso.

Enquanto pigmentos fosforescentes, são preferencialmente utilizados pigmentos fosforescentes inorgânicos, sendo especialmente preferenciais pigmentos fosforescentes inorgânicos não radioativos. O pigmento fosforescente pode ser composto por um único pigmento; preferencialmente é constituído por misturas de diferentes pigmentos.

Os pigmentos fosforescentes adequados em conformidade com a invenção são, em particular, óxidos de terras raras e sulfuretos, selénios, silicatos, aluminatos, fluoroaluminatos, fosfatos, halofosfatos, boratos, germanatos, vanadatos, molibdatos e tungstatos de metais preferencialmente bivalentes, tais como Zn, Mn, os metais alcalino-terrosos Be, Mg, Ca, Sr e Ba, bem como os metais de terras raras, em que os pigmentos, por um lado, podem apresentar-se como substâncias de fósforo puras ou, por outro lado, dopados com metais pesados, tais como Bi, Sn, Cu, Ti, Ai, Mn, Pb e metais de terras raras, em particular La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm, Yb e Lu. A composição em conformidade com a invenção compreende, em particular, pelo menos, um pigmento fosforescente selecionado a partir de sulfuretos, aluminatos e silicatos dopados com um ou mais metais pesados e/ou metais de terras raras. Exemplos de sulfuretos adequados em conformidade com a invenção: ZnS, por exemplo, dopados com Cu (ZnS:Cu), CaS:Bi e CaCdS:Cu. Os aluminatos adequados em conformidade com a invenção são, por exemplo, os aluminatos alcalino-terroso, tais como os descritos nas US-A-5.424.006 e US-A-5.686.022. Em conformidade com a invenção, são particularmente indicados os pigmentos fosforescentes que compreendem um composto de fórmula geral MAI2O4, em que M significa, pelo menos, um elemento selecionado a partir de Ca, Sr e Ba, ou um composto de fórmula Mi-xAÍ2C>4-x, em que M mantém o significado anteriormente apresentado ou representa uma combinação destes elementos com Mg, e x se encontra no intervalo entre -0,33 < x < 0,60 (exceto x=0). Tais aluminatos alcalino-terrosos estão dopados com, pelo menos, um metal de terras raras, em particular európio (Eu) e/ou disprósio (Dy) . É particularmente preferencial o aluminato de estrôncio (SrAÍ2C>4: Eu, Dy) dopado com Eu e/ou Dy. Em conformidade com a invenção, os silicatos preferenciais são, por exemplo, Zn2SiO4 e silicatos alcalino-terrosos. É particularmente preferencial um pigmento fosforescente que compreende, pelo menos, um pigmento conforme descrito anteriormente, à base de um sulfureto ou de um aluminato ou misturas dos mesmos. Ficou demonstrado que as composições que, enquanto pigmentos fosforescentes, contêm pigmentos à base de um aluminato, em particular de um aluminato alcalino-terroso, ou que são compostas pelos mesmos, apresentam uma maior estabilidade e luminosidade dos produtos produzidos com tais composições. Os pigmentos fosforescentes adequados podem ser adquiridos no mercado, por exemplo, da marca Lumilux®.

Em conformidade com um outro modo de realização, o pigmento fosforescente contém, pelo menos, um tungstato, sendo que o pigmento fosforescente é preferencialmente uma mistura de pigmentos com tungstato. Os exemplos de tungstatos em conformidade com a invenção são CaWOé e MgWOé, sendo que MgWOé é particularmente preferencial. Tal tungstato é habitualmente utilizado numa quantidade entre 0,0001% em peso e 5% em peso, em relação ao peso total do pigmento fosforescente. Constatou-se que, através de uma mistura de pigmentos fosforescentes que contêm tungstatos, em particular MgWCt, é possível melhorar ainda mais a nitidez da fosforescência das composições em conformidade com a invenção no meio de aplicação. O pigmento fosforescente compreende, pelo menos, um pigmento encapsulado, ou seja, revestido, e pode ser uma mistura de pigmentos não encapsulados e encapsulados. Os pigmentos encapsulados são conhecidos na técnica. Os pigmentos encapsulados adequados em conformidade com a invenção são, por exemplo, revestidos com vidro, material sintético ou SÍO2. Tais pigmentos encapsulados apresentam uma maior resistência ao calor e à humidade e são, por isso, especialmente utilizados nas composições sujeitas a condições de temperaturas e/ou humidade elevadas. Os pigmentos encapsulados apresentam ainda uma maior resistência aos raios UV, são insolúveis em solventes orgânicos, bem como resistentes a ácidos e meios aquosos. Face às referidas circunstâncias, o teor de pigmentos encapsulados na quantidade total de pigmento fosforescente é habitualmente, pelo menos, 5% em peso, preferencialmente, pelo menos, 10% em peso, de modo particularmente preferencial, pelo menos, 30% em peso, e pode apresentar até 100% em peso. O pigmento fosforescente sob a forma não encapsulada ou encapsulada apresenta preferencialmente uma dimensão de partícula dlOO de 500 pm, ou seja, 100% em peso das partículas podem apresentar uma dimensão de partícula até 500 pm. O pigmento fosforescente apresenta preferencialmente uma dimensão de partícula dlOO de 350 pm. O pigmento fosforescente pode ainda ser constituído por uma mistura de pigmentos com diferentes distribuições de dimensões de partículas. 0 pigmento fosforescente apresenta preferencialmente, pelo menos, uma fração de pigmento com uma dimensão de partícula de d50 entre 1 e 100 pm, preferencialmente entre 1 e 80 pm. Por um lado, as misturas à base de pigmentos com diferentes dimensões médias de partículas geram uma maior uniformidade na incidência de luz e podem ainda ser especialmente vantajosas no sentido da prevenção de uma rápida sedimentação de partículas num meio de aplicação, por exemplo, num agente de ligação para tintas e vernizes. Tal como o vidro em pó, as dimensões de partículas e distribuições de dimensões de partículas podem ser determinadas, conforme é habitual, através de um estudo de granulometria em conformidade com as normas DIN 66165-1 e 66165-2. O pigmento fosforescente presente na composição em conformidade com a invenção apresenta-se preferencialmente numa quantidade de 85-15% em peso relativamente ao peso total do vidro em pó e do pigmento fosforescente. A quantidade de pigmento fosforescente encontra-se preferencialmente no intervalo de 80 a 20% em peso, em particular entre 75 e 25% em peso.

Preferencialmente, pelo menos um dos pigmentos fosforescentes presentes na composição apresenta, decorridos 10 minutos, uma intensidade fosforescente em conformidade com a norma DIN 67510, de, pelo menos 3,0 mcd/m2, preferencialmente de pelo menos 10 mcd/m2, de modo particularmente preferencial de, pelo menos, 50 mcd/m2. A composição em conformidade com a invenção apresenta ainda preferencialmente, pelo menos, um pigmento fosforescente cujo comprimento de onda de emissão max (limite máximo de emissão) se encontra numa região de comprimentos de onda entre 380 e 500 nm (violeta a azul) , numa região de comprimentos de onda entre 510 e 580 (verde) ou numa região de comprimentos de onda entre 590 e 750 nm (vermelho) . Os pigmentos fosforescentes emissores na região do verde ou do azul são, por exemplo, Zn2SiO4:Mn, ZnS:Cu, SrAl2O4:Eu, BaAl2O4:Eu e CaAl2O4:Eu; o pigmento emissor na região do violeta é CaAl2O4: Eu, Nd, e um pigmento fosforescente emissor na região do vermelho é, por exemplo, CaS:Eu,Tm. Os pigmentos fosforescentes são preferencialmente utilizados nas regiões do violeta, do azul e do verde. Pelo menos um dos pigmentos fosforescentes emissores na região do violeta, do azul ou do verde apresenta, preferencialmente, uma intensidade pós-luminescente, definida segundo a norma DIN 67510, de, pelo menos, 10 mcd/m2, de modo particularmente preferencial de, pelo menos, 50 mcd/m2 após 10 minutos; e pelo menos um dos pigmentos fosforescentes emissores na região do vermelho apresenta, preferencialmente, uma intensidade pós-luminescente de pelo menos 3,0 mcd/m2, particularmente preferencial de, pelo menos, 4,0 mcd/m2, após 10 minutos. A mistura de diferentes pigmentos fosforescentes permite obter diferentes efeitos de cor. Por exemplo, a mistura de aluminatos e silicatos alcalino-terroso devidamente dopados, tais como os emissores na região do azul, do verde e do vermelho, também permite obter uma fosforescência branca.

Em conformidade com um outro modo de realização, a composição em conformidade com a invenção contém ainda, a par do pigmento fosforescente, um pigmento fluorescente. Os pigmentos fluorescentes são os pigmentos que apenas emitem luz enquanto recebem luz, em particular, luz UV, isto é, regra geral a emissão de luz termina em menos de um milésimo de segundo após a exposição à radiação. Os pigmentos fluorescentes indicados são preferencialmente pigmentos fluorescentes não orgânicos, tais como oxissulfuretos de metais de terras raras, especialmente oxissulfuretos de itrio dopados com Eu (Y2O2S:Eu), bem como sulfuretos dopados com metal, tais como ZnS. O teor de pigmentos fluorescentes na composição é preferencialmente de, pelo menos, 10 partes em peso de pigmento fluorescente por 100 partes em peso da massa total de vidro em pó e pigmento fosforescente. A presença de um destes pigmentos fluorescentes permite uma luminescência do objeto tratado com a composição em conformidade com a invenção ainda durante o tempo em que o pigmento fosforescente é carregado e armazena energia. Como tal, o efeito luminescente também resulta da exposição dos objetos à radiação de luz UV; a dependência do pigmento apenas se evidencia em determinadas frequências. Os pigmentos fluorescentes podem apresentar diferentes colorações quando expostos à luz natural. A cor da luz natural e a cor luminescente resultante da irradiação com luz da frequência de ativação podem ser diferentes ou iguais.

Em conformidade com um outro modo de realização, a composição em conformidade com a invenção pode conter pó de efeito, por exemplo pó de metal, em particular, metal precioso em pó, tais como prata e ouro em pó e material magnético em pó, sendo que a dimensão de partícula dlOO é, de preferência de 500 pm, em particular 200 pm. A presença de semelhante pó, em combinação com os efeitos fosforescentes e fluorescentes, gera um aspeto especial dos objetos tratados com as composições, a titulo de exemplo com efeitos metalizados.

As composições em conformidade com a invenção podem ser utilizadas para a produção de vernizes e tintas. Assim, as composições que podem conter vidro em pó colorido ou incolor, preferencialmente incolor, são incorporadas em agentes de ligação habitualmente utilizados em tintas e vernizes. Alguns exemplos de agentes de ligação adequados são resinas e óleos naturais, calcário, cola ou, de preferência, agentes de ligação à base de material sintético, por exemplo, agentes de ligação à base de resina alquidica, resinas acrílicas e resinas meta-acrílicas, copolimeros de poliacetato de vinilo, resinas epóxidas, poliuretanos e respetivas misturas. As composições de tinta ou verniz em conformidade com a invenção contêm, eventualmente, solventes orgânicos comuns, por exemplo hidrocarbonetos alifáticos, cicloalifáticos ou aromáticos, tais como hexano, ciclo-hexano e xileno, álcoois ou polióis, tais como propano, n-butano, isobutano e glicol, éter glicólico, tais como butilglicol, butildiglicol, etilenoglicol e dietilenoglicol, cetonas, tais como acetona e metiletilcetona, e éster, tais como acetato de butilo, acetato de etilo e acetato butilglicol, ou apresentam-se sob a forma de dispersão em água. As composições contêm, eventualmente, outros aditivos comuns, tais como aceleradores de endurecimento e plastificantes. São preferenciais os agentes de ligação à base de resinas acrílicas. As quantidades nas quais a composição em conformidade com a invenção é utilizada correspondem às quantidades habituais para outros pigmentos utilizados em tintas e vernizes. As quantidades a introduzir também dependem do efeito pretendido e podem ser facilmente determinadas pelo técnico através de ensaios simples. A relação de peso entre a composição fosforescente e o agente de ligação encontra-se habitualmente na gama de 1:6 a 6:1, de preferência de 1:4 a 4:1.

As tintas e os vernizes em conformidade com a invenção são ideais para o revestimento dos mais diversos materiais de suporte, por exemplo, madeira, pedra natural e artificial, betão e betão armado, metais, plástico, têxteis, papel, vidro, cerâmica, asfalto e esmalte, sobre os quais são normalmente aplicados, por exemplo, por pulverização, pincelagem ou embebimento. Numa primeira fase, o suporte pode receber um primário comum, antes da aplicação dos vernizes e tintas, em conformidade com a invenção. Preferencialmente são utilizados primários claros, uma vez que assim o efeito luminescente resulta melhor. A camada de tintas e vernizes em conformidade com a invenção é habitualmente dotada de um verniz claro transparente, pelo menos parcialmente permeável a UV sob a forma de uma camada de cobertura ou de proteção, por exemplo, um verniz claro transparente de dois componentes à base de poliuretano que protege a camada de pigmentos contra água e desgaste.

As composições em conformidade com a invenção também são ideais para o revestimento de superfícies em betão, em que pode ser utilizado qualquer tipo de betão, por exemplo, betão para construções, betão de transporte, betão projetado, betão submerso, betão compacto, betão centrifugado, betão tratado pelo vácuo, betão de construção, betão de pavimento, betão celular, fibra de betão, betão mineral, betão concreto, betão autocompactante, betão de alta resistência e ultrarresistente, betão vitrite, betão à vista, betão betuminoso, betão de brita, betão polímero e betão de papel.

Durante o revestimento de produtos de betão é possível utilizar convenientemente pigmentos fosforescentes e fluorescentes, ou ambos, separadamente. Deste modo, o produto de betão irradia luz no escuro logo ao anoitecer, desde que exposto à radiação UV. Uma outra vantagem é que a luz necessária para provocar o efeito fluorescente carrega em simultâneo os pigmentos fosforescentes. A utilização em degraus para identificação das respetivas arestas é um dos exemplos de aplicação de produtos de betão produzidos a partir de betão luminoso. Assim, é possível produzir, por exemplo, os produtos de betão com uma composição de pigmentos e vidro em conformidade com a invenção, contendo um pigmento fluorescente com a cor verde e a luz UV vermelha. A mistura de pigmentos utilizada é estável quando exposta aos raios UV e, por conseguinte, indicada para a aplicação no exterior. A luz verde assegura que as arestas dos degraus em betão produzem, durante o dia, um efeito visível de delimitação do degrau, quase não sendo percetível a diferença em relação às faixas de identificação autocolantes. Ao anoitecer é acionada a iluminação da escadaria, sendo utilizadas lâmpadas comuns e lâmpadas UV, eventualmente adicionadas às lâmpadas existentes. Logo que as lâmpadas UV são acionadas, as pedras de betão fluorescentes irradiam uma cor vermelha luminosa. 0 efeito de brilho extingue-se quando as luzes são desligadas, mantendo-se, no entanto, a luminescência do pigmento fosforescente. Assim, através da utilização de pigmentos fluorescentes pode, eventualmente, ser alcançado um efeito de luminosidade intenso durante o período de incidência de luz proveniente de fontes de luz naturais ou artificiais.

Exemplos de utilização para a produção de objetos de betão revestido são seixos de betão de diversos tamanhos, formas e cores; produtos de betão para a construção de casas e estradas, jardins e paisagens sob a forma de sistemas de revestimentos, placas de grande formato, pavimentos ecológicos, placas de terraços; revestimentos de edifícios; produtos acabados, em particular, escadarias/degraus pré-fabricados, lajes de betão, suportes, pilares; tijolos, mobiliário em betão (por exemplo, bancos, floreiras, mesas), componentes de piscinas (por exemplo, delimitações, blocos e pranchas de salto), varandas e componentes de varandas, coberturas (por exemplo, tampas de esgotos, tampas de drenagem, marcações de elementos de comando nas coberturas); puxadores; vedações (por exemplo, muros, muretes); remates de muros; paredes divisórias; componentes pré-fabricados, em particular, paredes exteriores, bermas de passeios, separadores, suportes; construções de coberturas e elementos acabados para coberturas; partes de e rampas completas, passeios e zonas livres e zonas de trânsito, bem como suas delimitações ou marcações completas; partes de ou obstáculos completos, incluindo as respetivas marcações; pedras de proteção de declives (pedras em L, etc.); proteção de palcos, em particular, marcação das vias de evacuação ou gradeamentos relevantes em matéria de segurança e/ou outros delimitadores; paredes de apoio ou autoportantes; e delimitações encastradas nos pavimentos. Os seixos de betão revestidos com tintas e vernizes em conformidade com a invenção representam também uma alternativa ecológica às «pedras de material sintético» disponíveis no mercado.

As composições em conformidade com a invenção também são ideais para a produção de artigos de material sintético, papel, pedra, vidro e cerâmica, sendo que a composição em conformidade com a invenção é inserido ou aplicado nas matérias-primas. As composições em conformidade com a invenção são particularmente vantajosas para a produção de artigos de vidro e cerâmica, em especial artigos de vidro, tais como barras de vidro, pedras de vidro, esferas de vidro e azulejos de vidro, sendo, preferencialmente, utilizado vidro em pó, pelo menos, parcialmente colorido. 0 vidro em pó da composição em conformidade com a invenção pode ser incolor ou colorido. Para a produção de artigos de vidro, por exemplo, azulejos de vidro, é possível proceder em conformidade com o processo descrito em DE-A-10130011. Regra geral, é aplicada uma camada de pó da composição em conformidade com a invenção sobre uma primeira secção de vidro, de preferência, uma barra de vidro viscoso, por exemplo uma amostra de vidro com o tamanho pretendido; em seguida é aplicada uma segunda secção de vidro sobre a primeira, cobrindo a camada revestida com pigmento fosforescente, de preferência, uma barra de vidro também de vidro viscoso, por exemplo uma segunda amostra de vidro; ambas se fundem com o pigmento fosforescente. A presença de vidro em pó na composição em conformidade com a invenção permite, assim, uma boa aderência boa entre as respetivas secções de vidro.

Os vernizes e as tintas em conformidade com a invenção que contêm o vidro em pó e o pigmento fosforescente são de fácil aplicação devido à sua estabilidade e apresentam excelentes características mecânicas, tais como resistência à fricção, à compressão, ao impacto, à abrasão, aos ácidos, bem como ao deslizamento. Permitem revestir qualquer género de superfície e apresentam uma grande versatilidade de utilização, criando a possibilidade de disponibilizar marcações e artigos com fosforescência prolongada e duradoura, de modo descomplicado, económico, flexível e isento de manutenção. A presente invenção é explicada com maior detalhe através dos seguintes exemplos, que não delimitam a invenção.

Exemplos

Exemplo de comparação lOOg de um pigmento fosforescente verde (empresa UV-Elements, Nordhausen, Alemanha) com uma dimensão de partículas de 25-70 pm foram misturados com 150g de uma resina acrílica comum, enquanto agente de ligação. A composição de verniz dai resultante foi pulverizada uniformemente com uma pistola de pintura sobre uma chapa de alumínio (25 x lOcm) limpa e seca, previamente pulverizada com um primário dispersante de cor branca. Após secagem da primeira camada, o processo de pulverização foi repetido mais duas vezes, sendo que as respetivas camadas secaram sempre muito bem. Em seguida, foram aplicadas três camadas de verniz claro transparente de dois componentes convencional para selar. A chapa foi exposta durante 4 horas à luz natural e posteriormente observada numa sala escura. Foi constatado um brilho verde-escuro que se manteve visível durante aproximadamente 3 horas.

Exemplo 1

Paralelamente à experiência anteriormente apresentada foram adicionados 30g do pigmento fosforescente verde (empresa UV-Elements, Nordhausen, Alemanha) e 70g de vidro em pó com dimensão de partículas dlOO de 250 pm em 150 g do mesmo agente de ligação de resina acrílica. A composição de verniz dai resultante foi, por sua vez, pulverizada uniformemente com uma pistola de pintura sobre uma chapa de alumínio (25 x lOcm) limpa e seca, previamente pulverizada com um primário dispersante de cor branca. Após secagem da primeira camada, o processo de pulverização foi repetido mais duas vezes, sendo que as respetivas camadas secaram sempre muito bem. Em seguida, e conforme descrito acima, foram aplicadas três camadas de verniz claro transparente de dois componentes convencional para selar.

Após 4 horas de incidência de luz em condições idênticas às anteriormente referidas e observação numa sala escura, foi constatada uma luminescência verde néon claro ao longo de 1,5 horas, significativamente mais clara do que a fosforescência do pigmento sem o teor de vidro em pó. Com a atenuação desta luminescência clara, ficou a luminosidade habitual do pigmento, que se manteve durante mais 4 a 6 horas. Constatou-se ainda um aclarar da tonalidade visível durante o dia, que passou de amarelo a amarelo-esbranquiçado. A luminescência era mais homogénea, com um aspeto de granulado mais fino do que na amostra sem vidro em pó.

Os exemplos anteriores mostram que a presença de vidro em pó está associada a uma luminescência mais clara do que nos pigmentos sem vidro em pó e que a duração da pós-luminescência é, no seu todo, mais prolongada. Pode presumir-se que, por um lado tal resulta da reflexão das partículas de vidro da radiação emitida e, por outro, do rápido armazenamento do pigmento quando na presença de partículas de vidro. Acresce ainda que a presença de partículas de vidro também conduzem a um aclarar da tonalidade de cor visível durante o dia. Devido aos diferentes tamanhos das partículas do vidro em pó e do pigmento, a luminescência é mais homogénea e os pigmentos permitem são mais fáceis de dispersar, facilitando também a aplicação do verniz.

Exemplo 2

Para o fabrico de uma placa de betão de grandes dimensões foi produzida uma mistura com cimento branco Portland e areia de quartzo. Esta mistura deu origem a um betão que, após moldagem, alisamento e eventualmente projeção e revestimento com uma primeira camada de verniz especial para selagem da superfície do betão, é pulverizado com um aparelho de lacagem de baixa pressão (Low-Pressure-High-Volume) com uma composição de verniz misturada com água, conforme descrito no exemplo 1. A intensidade da luminescência varia em função da espessura da camada e do número de camadas. Após secagem desta camada de pigmentos e vidro é aplicado um verniz de proteção, por meio de pulverização, sendo aplicadas várias camadas na perspetiva de obter uma boa proteção.

Obtém-se, assim, uma placa de grandes dimensões que brilha no escuro após incidência da luz natural diurna. Durante a noite pode proporcionar-se um novo armazenamento de energia, por meio de radiação UV, elevando assim permanentemente a intensidade da luminescência. 0 verniz de proteção aplicado sobre a camada cristalina de vidro com pigmentos fosforescentes no betão garante uma elevada resistência à fricção, bem como uma funcionalidade duradoura da placa. As placas resultantes deste processo brilham no escuro durante aproximadamente 12 horas após exposição suficiente à luz solar ou à radiação UV artificial. A duração da luminescência pode, contudo, ser influenciada em função do pigmento escolhido e a percentagem de vidro utilizado.

Exemplo 3

Produção de seixos de betão luminescentes A partir da mistura de betão descrita no exemplo 2 foram moldados seixos irregulares através de um processo de gota, no qual o betão liquido cai, através de um anel doseador, sobre uma cinta transportadora (com diferentes níveis de declive configuráveis para obter diferentes graus de arredondamento). Concluído o processo de secagem, os seixos caíram para um crivo de malha grossa (suficientemente grossa para não deixar passar os seixos) e foram banhados com a composição liquida de pigmentos fosforescentes e vidro utilizada no exemplo 2. Em função da proporcionalidade da mistura do meio base, água e da mistura fosforescente utilizada foram verificados diferentes graus de viscosidade que, em combinação com a velocidade de transporte da cinta, resultaram em camadas de revestimento diferentes, o que, por sua vez, influencia a intensidade de brilho. Decorrido o processo de secagem, é acionado um banho com o verniz de proteção, sendo, também aqui, determinante para a espessura do verniz de proteção, a velocidade de transporte.

As placas assim obtidas brilharam no escuro durante aproximadamente 12 horas após exposição suficiente à luz solar ou à radiação UV artificial. Foi possível influenciar a duração da luminescência através da seleção do pigmento e do teor de vidro.

Em alternativa, a aplicação da mistura de pigmentos e do verniz de proteção pode ser efetuada com um aparelho High-Volume-Low-Pressure, sendo que a cinta transportadora deve estar configurada para efetuar movimentos vibratórios que provocam a rotação dos seixos.

Lisboa, 2015-01-08

Claims (21)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Composição fosforescente que compreende: (a) vidro em pó, sendo que o vidro em pó não contém chumbo, é selecionado a partir de vidros sodocálcicos, vidros de borossilicato, vidros Float e vidros fosfatados, sendo que o vidro em pó apresenta uma dimensão de partículas dlOO de 350 pm; e (b) pigmentos fosforescentes, sendo que o pigmento fosforescente compreende, pelo menos, um pigmento fosforescente encapsulado.
2. 2. Composição em conformidade com a reivindicação 1, na qual o vidro em pó é selecionado a partir de vidros sodocálcicos e vidros borossilicatos.
3. 3. Composição em conformidade com a reivindicação 1 ou 2, na qual o vidro em pó está presente numa quantidade de 80-20% em peso e o pigmento fosforescente numa quantidade de 20-80% em peso, relativamente ao peso total do vidro em pó e do pigmento fosforescente.
4. 4. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 3, na qual o pigmento fosforescente apresenta uma dimensão de partícula dlOO de 500 pm.
5. 5. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 4, na qual o pigmento fosforescente compreende pelo menos um pigmento fosforescente à base de sulfureto, aluminato, silicato, ou suas misturas.
6. 6. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 5, na qual o pigmento fosforescente compreende, pelo menos, um pigmento fosforescente cujo comprimento de onda de emissão max se encontra numa região de comprimentos de onda de 380 a 500 nm, numa região de comprimentos de onda de 510 a 580 nm ou numa região de comprimentos de onda de 590 a 750 nm.
7. 7. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 6, na qual o pigmento fosforescente encapsulado está encapsulado com vidro, material sintético e/ou SiCP.
8. 8. Composição em conformidade com a reivindicação 7, na qual o pigmento encapsulado está presente numa quantidade de, pelo menos, 5% em peso, relativamente ao peso total do pigmento fosforescente.
9. 9. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 8, na qual a composição compreende um tungstato.
10. 10. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 9, em que a composição compreende ainda um pigmento fluorescente.
11. 11. Composição em conformidade com a reivindicação 10, na qual o pigmento fluorescente está presente numa quantidade de, pelo menos, 10 partes em peso por 100 partes em peso da massa total de vidro em pó e pigmento fosforescente.
12. 12. Composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 11, em que a composição compreende ainda um pó de efeito.
13. 13. Composição de tinta ou verniz que compreende um agente de ligação, bem como uma composição fosforescente em conformidade com uma das reivindicações 1 a 12.
14. 14. Composição de tinta ou verniz em conformidade com a reivindicação 13, na qual o agente de ligação é à base de material sintético.
15. 15. Composição de tinta ou verniz em conformidade com a reivindicação 13 ou 14, na qual o agente de ligação é seleccionado a partir de agentes de ligação à base de resina alquidica, resinas acrílicas e resinas metacrílicas, copolímeros de poliacetato de vinilo, resinas epoxi, poliuretano, e suas misturas.
16. 16. Utilização de uma composição em conformidade com uma das reivindicações 1 a 15 para a produção de artigos fosforescentes.
17. 17. Utilização em conformidade com a reivindicação 16, em que o artigo é um artigo de vidro, em particular uma barra de vidro, uma pedra de vidro, uma esfera de vidro ou um azulejo de vidro.
18. 18. Utilização de uma composição de tinta ou verniz em conformidade com uma das reivindicações 13 a 15 para o revestimento de produtos de pedra e betão.
19. 19. Processo para a produção de um artigo de vidro pós-luminescente, sendo que numa primeira secção de vidro é aplicada uma composição fosforescente que, em seguida, é coberta por uma segunda secção de vidro, ocorrendo a fusão com a primeira secção de vidro, mediante incorporação da composição fosforescente, caracterizado pelo facto de ser utilizada uma composição fosforescente em conformidade com uma das reivindicações 1 a 12 .
20. 20. Processo em conformidade com a reivindicação 19, no qual a primeira secção de vidro é uma barra de vidro viscoso, sobre a qual é aplicada a composição fosforescente e que é coberta, ainda em estado viscoso, com uma barra de vidro que forma a segunda secção de vidro.
21. 21. Processo em conformidade com uma das reivindicações 19 ou 20, no qual o artigo de vidro é uma barra de vidro, uma pedra de vidro, uma esfera de vidro ou um azulejo de vidro. Lisboa, 2015-01-08